(57)【要約】【課題】半嵌合状態を検出可能とすると共に、検出された半嵌合状態が保持されていることを保証しうるコネクタを提供すること。【解決手段】一部のピン状端子１２ｂの嵌合長が他のピン状端子１２ａ、１２ｃよりも短い、複数の第１のピン状端子が配置された第１の部材１０と、複数の第２のピン状端子２１〜２３が配置された第２の部材２０と、第１又は第２の部材を他方に差し込んだ際に、第１の差し込み量で機能する第１のラッチ手段３１ａ、１５と、第１の差し込み量よりも大きい第２の差し込み量で機能する第２のラッチ手段３２ａ、１６と、を有し、第１の差し込み量まで第１又は第２の部材を他方に差し込むと、第１のピン状端子のうち長い方のピン状端子が対応する第２のピン状端子と接続し、第２の差し込み量まで第１又は第２の部材を他方に差し込むと、第１のピン状端子のうち短いピン状端子も、対応する第２のピン状端子と接続する、ことを特徴とするコネクタ１００を提供する。【選択図】図３
2010050005.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一部のピン状端子の嵌合長が他のピン状端子よりも短い、複数の第１のピン状端子が配置された第１の部材と、
複数の第２のピン状端子が配置された第２の部材と、
第１又は第２の部材を他方に差し込んだ際に、第１の差し込み量で機能する第１のラッチ手段と、第１の差し込み量よりも大きい第２の差し込み量で機能する第２のラッチ手段と、を有し、
第１の差し込み量まで第１又は第２の部材を他方に差し込むと、第１のピン状端子のうち長い方のピン状端子が対応する第２のピン状端子と接続し、
第２の差し込み量まで第１又は第２の部材を他方に差し込むと、第１のピン状端子のうち短いピン状端子も、対応する第２のピン状端子と接続する、
ことを特徴とするコネクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第１の部材と第２の部材を互いに電機的に接続するコネクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気電子システムにとってコネクタの接触不良が問題となることがある。接触不良が生じる前提に立つと、同一の信号をコネクタの複数のピン（ワイヤーハーネス）に分配して接続することが効果的である。しかしながら、同一の信号を複数のピンに分配してもコネクタハウジング自体の嵌合状態が悪い場合、全ての信号が同時に失われる可能性もある。このため、コネクタの嵌合不良を電気的に検出する技術が提案されている（例えば、特許文献１、２参照。）。特許文献１には、コネクタハウジング内に半嵌合検知部材を有し、結合時に相手側コネクタに設けられた接触部材が半嵌合検知部材に接触しているか否かを電気的に検出するコネクタが記載されている。
【０００３】
また、特許文献２には、コネクタが完全に勘合しないと接触しない様にコネクタの端子長さを一部短くし、コネクタの半嵌合状態を検出するコネクタ接触検出回路を有する半勘合検出装置が記載されている。
【特許文献１】特開平９−１４７９８８号公報
【特許文献２】特開２０００−１７３７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１又は２に記載された半嵌合状態の検出技術では、半嵌合状態を保っていること保証できないという問題がある。例えば、半嵌合状態を検出しても、いずれコネクタが完全に嵌合しなくなるかもしれないし、半嵌合状態から一気に勘合しなくなった場合、半嵌合状態を検出しても次の瞬間にはシステム停止にいたるおそれがある。したがって、半嵌合状態を検出するだけでは十分でない。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑み、半嵌合状態を検出可能とすると共に、検出された半嵌合状態が保持されていることを保証しうるコネクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題に鑑み、本発明は、一部のピン状端子の嵌合長が他のピン状端子よりも短い、複数の第１のピン状端子が配置された第１の部材と、複数の第２のピン状端子が配置された第２の部材と、第１又は第２の部材を他方に差し込んだ際に、第１の差し込み量で機能する第１のラッチ手段と、第１の差し込み量よりも大きい第２の差し込み量で機能する第２のラッチ手段と、を有し、第１の差し込み量まで前記第１又は第２の部材を他方に差し込むと、第１のピン状端子のうち長い方のピン状端子が対応する第２のピン状端子と接続し、第２の差し込み量まで第１又は第２の部材を他方に差し込むと、第１のピン状端子のうち短いピン状端子も、対応する第２のピン状端子と接続する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
半嵌合状態を検出可能とすると共に、検出された半嵌合状態が保持されていることを保証しうるコネクタを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら、実施例を挙げて説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１は、コネクタ１００におけるオス側部材１０とメス側部材２０の透視上面図の一例を示す。図のコネクタ１００は系統１〜３の３つの系統の信号を伝達するためのコネクタ１００であるが、系統１のみ又は４以上の系統の信号を伝達するコネクタ１００にも同様に適用できる。
【００１０】
系統１〜３は、それぞれ同じ信号Ｓを伝達する１組の信号線である。すなわち、オス側部材１０をメス側部材２０に嵌合すると、オス側部材１０のピン１１ａがメス側部材２０のピン２１ａに挿入され、オス側部材１０のピン１１ｂがメス側部材２０のピン２１ｂに挿入され、オス側部材１０のピン１１ｃがメス側部材２０のピン２１ｃに挿入され、系統１により１つの信号Ｓを伝達する。同様にして、系統２、３もそれぞれ信号Ｓを伝達する。信号Ｓを３系統により伝達することで、接触不良に対する耐性を向上させている。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態のコネクタ１００は、系統２のピン１２ｂの嵌合長が他のピン（１１、１２ａ、１２ｃ、１３）よりも、嵌合長の差Ｄだけ短い。１以上の系統のいずれかに嵌合長が短いピン１２ｂが配置された構成とすることで、半嵌合状態を検出することができる。
【００１２】
図２（ａ）は嵌合状態のコネクタ１００を、図２（ｂ）は半嵌合状態のコネクタ１００を、それぞれ示す。嵌合状態と半嵌合状態について詳細は次述するが、図２（ａ）に示すように、嵌合状態では嵌合長が短いピン１２ｂもピン２２ｂに挿入でき、系統２も系統１，３と同様に電機的に接続され、信号Ｓを伝達する。
【００１３】
一方、図２（ｂ）に示す半嵌合状態では、系統１のピン１１とピン２１、及び、系統３のピン１３とピン２３、がそれぞれ電気的に接続されるが、嵌合長が短いピン１２ｂはピン２２ｂに挿入できず、系統２は電気的に接続されない。
【００１４】
したがって、半嵌合状態となった場合、系統１，３は電気的に接続された状態で、系統２のみが伝達不良となるため異常の検出が可能となり、かつ、系統１，３により信号Ｓを伝達できるので、センサの検出値の伝達やアクチュエータ等の制御が可能となる。なお、接続に異常があることは、信号Ｓの例えば電圧が所定の範囲には入らなかったり、当該系統が無応答であること等から検出される。
【００１５】
嵌合長の短いピン１２ｂは、１つのコネクタ１００に１以上あればよく、最大で「系統数−１」である（１系統に１つのみある場合）。半嵌合状態は、嵌合長の短いピン１２ｂを有する系統２が１つあれば原理的に検出可能であり、嵌合長の短いピン１２ｂを有する系統の数が少ない方が半嵌合状態でも信号Ｓを多くの系統で伝達できるため、嵌合長の短いピン１２ｂを有する系統の数は少ない方が好ましい。
【００１６】
また、図では系統２に嵌合長の短いピン１２ｂを配置したが、嵌合長の短いピン１２ｂは系統１及び／又は３に配置されていてもよい。コネクタ１００の端部に近い位置に嵌合長の短いピンを配置することで、一方の端部は嵌合し他方の端部が半嵌合状態の場合でも、半嵌合状態を確実に検出することができる。このようにコネクタ１００の両端部に嵌合長の短いピンを配置する場合、系統数は３以上である。
【００１７】
また、図では、１つの系統２の１つのピン１２ｂのみの嵌合長を短くしたが、嵌合長の短いピンは１つの系統内に２以上あってもよく、全てのピン１２ａ〜１２ｃの嵌合長を短くしてもよい。また、図ではオス側部材１０のピン１２ｂの嵌合長を短くしたが、メス側部材２０のピン２２ｂを短くしてもよい。
【００１８】
続いて、検出された半嵌合状態が保持されていることを保証しうるコネクタ１００の構造について説明する。図３（ａ）は半嵌合状態のコネクタ１００の透視側面図を、図３（ｂ）は嵌合状態のコネクタ１００の透視側面図をそれぞれ示す。図３において図２と同一部には同一の符号を付しその説明は省略する。また、図３では系統２について説明するが、系統１，３はピン１１、１３の長さがピン１２ａ、１２ｃと同じなので、系統２のピン１２ａ、１２ｃと同じ差し込み量で接続される。
【００１９】
コネクタ１００は、２つのラッチ機構を有する。１つめのラッチ機構は、メス側部材２０を半嵌合状態までオス側部材１０に差し込んだ場合に機能し、２つめのラッチ機構は、メス側部材２０を嵌合状態までオス側部材１０に差し込んだ場合に機能する。
【００２０】
メス側部材２０の上側の筐体に設けられた開口部から付勢力により突出したラッチ部３１は、外側（鉛直上向き）に凸のラチェット歯３１ａを備え、メス側部材２０の下側の筐体に設けられた開口部から付勢力により突出したラッチ部３２は、外側（鉛直下向き）に凸のラチェット歯３２ａを備える。
【００２１】
ラチェット歯３１ａ、３２ａの進行方向（接続方向）の側の角度は、なだらかな角度（少なくとも９０度未満、好ましくは２０〜４５度程度）で形成され、後退方向（離間方向）の側の角度は大きな角度（例えば９０度程度）で形成されている。また、オス側部材１０の開口部には内側に凸の係止部１５、１６が設けられている。
【００２２】
コネクタ１００の接続時には、ラチェット歯３１ａは係止部１５を、ラチェット歯３２ａは係止部１６を、それぞれ容易に乗り越えることができるが、コネクタ１００の切断方向にはラチェット歯３１ａは係止部１５を、ラチェット歯３２ａは係止部１６を、容易に乗り越えることはできない。したがって、ラチェット歯３１ａは係止部１５と係止し、ラチェット歯３２ａは係止部１６と係止することで、２つのラッチ機構が構成される。
【００２３】
ここで、メス側部材２０の先端部からラチェット歯３１ａまでの距離Ｌ１は、ラチェット歯３２ａまでの距離Ｌ２よりも短い（Ｌ１＜Ｌ２）。この関係により、検出された半嵌合状態が保持されていることを保証することができる。
【００２４】
メス側部材２０をオス側部材１０に差し込む際、まず、ラチェット歯３１ａが係止部１５を乗り越える。この状態が半嵌合状態となる。半嵌合状態では、ピン１２ｂがピン２２ｂと接続されないため、系統２には異常が検出されるが、１つめのラッチ機構により半嵌合状態を保つことができる。
【００２５】
さらにメス側部材２０をオス側部材１０に差し込むと、ラチェット歯３２ａが係止部１６を乗り越える。この状態が嵌合状態となる。嵌合状態では、ピン１２ｂがピン２２ｂと接続される。
【００２６】
このような関係から、ピン１２ｂとピン１２ａの嵌合長の差Ｄを決定することができる。まず、ピン１１、１２ａ、１２ｃ、１３の長さ又は距離Ｌ１は、ラチェット歯３１ａのみが係止部１５を乗り越えた半嵌合状態で、メス側部材２０の対応するピン２１、２２ａ、２２ｃ、２３と接続されるように定めておく。また、ピン１２ａの長さ又は距離Ｌ２は、ラチェット歯３２ａが係止部１６を乗り越えた嵌合状態で、メス側部材２０の対応するピン２２ｂと接続されるように定める。
【００２７】
したがって、距離Ｌ１，Ｌ２及び嵌合長の差Ｄの間には、「Ｌ２−Ｌ１＞Ｄ」の関係があればよい。この関係により、ラチェット歯３１ａのみが係止部１５を乗り越えた半嵌合状態で、系統１、３は電気的に接続でき、系統２からは異常を検出することができる。
【００２８】
以上説明したように、本実施例のコネクタ１００は、半嵌合状態で接続された場合でも、１つめのラッチ機構により半嵌合状態を保つので異常を検出でき、かつ、他の系統１，３により信号Ｓを安定して伝達することができる。したがって、例えば電動パワーステアリングのトルクセンサが検出した信号ＳをＥＣＵ（electronic  control  unit）に接続するコネクタ１００に好適に適用することができる。
【実施例２】
【００２９】
実施例１では１つめのラッチ機構が機能した状態を保つことで、半嵌合状態を検出すると共に信号Ｓの安定的な伝達を可能としたが、１つめのラッチ機構にさえ到達しない未嵌合状態となると、信号Ｓを伝達することができない。また、仮に１つめのラッチ機構にさえ到達しない未嵌合状態で信号Ｓを伝達できても、信号Ｓを利用した例えば制御中にコネクタ１００が切断するおそれが高いという不都合がある。
【００３０】
そこで、本実施例では、未嵌合状態である場合には、積極的に電気的な接続を切断するコネクタ１００について説明する。
【００３１】
図４は、本実施例のコネクタ１００の透視側面図の一例を示す。なお、図４において図３と同一部には同一の符号を付しその説明は省略する。オス側部材１０は、メス側部材２０を押し戻す押し戻し手段３３を備える。押し戻し手段３３は典型的には圧縮バネ（コイルバネ）として実装され、メス側部材２０をオス側部材１０に差し込む際、押し戻す方向に付勢する。
【００３２】
したがって、２つのラッチ機能のいずれも機能していない場合、すなわち、ラチェット歯３１ａが係止部１５を乗り越えていない未嵌合状態の場合、押し戻し手段３３によりメス側部材２０は押し戻される。このため、仮に、例えばピン１１がピン２１に、ピン１３がピン２３に、それぞれいったんは挿入され系統１、３が電気的に接続されても、押し戻し手段３３により全ての系統１〜３は切断される。
【００３３】
未圧縮状態の押し戻し手段３３の先端は、ラチェット歯３１ａが係止部１５を乗り越える時のメス側部材２０の先端位置よりも、少なくともメス側部材２０の方に近接した位置にある。また、好ましくは未圧縮状態の押し戻し手段３３の先端は、係止部１５，１６の内側の端部の位置、更に好ましくはオス側部材１０の開口部付近、に位置し確実に未嵌合状態となるようにメス側部材２０を付勢する。
【００３４】
また、押し戻し手段３３の付勢力は、ピン同士（１１と２１、１２ａと２２ａ、１２ｃと２２ｃ、１３と２３）の挿入を切断するための抜き荷重、及び、オス側部材１０に途中まで嵌合されたメス側部材２０を摩擦抵抗等に打ち勝って押し戻すための抵抗荷重、以上でなければならない。このため、押し戻し手段３３の付勢力は十分に高いことが好ましい。
【００３５】
なお、ピン同士の挿入を切断するための抜き荷重、及び、オス側部材１０に途中まで勘合されたメス側部材２０を摩擦抵抗を小さくしてもよい。この場合、１つめのラッチ機構が機能する手前までは、ピン同士の抜き荷重及び摩擦抵抗を小さくすればよいので、例えば、ピン１１、１２ａ、１２ｃ、１３の先端をテーパー状にしたり、メス側部材２０のラッチ部３１、３２を先細りした形状（例えばくさび形状）とすることで実現できる。
【００３６】
以上説明したように、いずれのラッチ機構も機能していない場合は、系統１〜３を積極的に切断することで、信号Ｓを利用している最中に不測にコネクタ１００が切断され、制御が中断することを防止できる。
【００３７】
なお、上記では、コイルバネを例に説明したが、押し戻し手段３３は板バネやトーションバー、ゼンマイバネ等であってもよいし、ゴムのように弾性を備えた素材により実装してもよい。また、オス側部材１０の開口部側に端部を固定した引っ張り部バネにより実現してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】コネクタにおけるオス側部材とメス側部材の透視上面図の一例である。
【図２】嵌合状態のコネクタと半嵌合状態のコネクタそれぞれ示す図の一例である。
【図３】半嵌合状態のコネクタの透視側面図と、嵌合状態のコネクタの透視側面図のそれぞれ一例である。
【図４】コネクタの透視側面図の一例である（実施例２）。
【符号の説明】
【００３９】
１０        オス側部材
２０        メス側部材
１１〜１３、２１〜２３  ピン
３１、３２  ラッチ部
３１ａ、３２ａ          ラチェット歯
３３        押し戻し手段  
１００      コネクタ
【図２】
2010050005.tif 000003
【図１】
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【図３】
2010050005.tif 000005
【図４】
2010050005.tif 000006